Tout (ou presque) sur l'enregistrement du son en numérique.

NarDiLog Music Page 1 sur 15 Enregistrement du son - version du 16 oct 2009 Tout (ou presque) sur l'enregistrement du son en numérique. Table d'index Page 1. Format d'enregistrement.... 2 2. Matériel.... 2 2.1 Les appareils «grand public»...2 3. Enregistreurs numériques pour "amateurs exigeants"... 3 4. Evaluation du volume de stockage nécessaire.... 4 5. Exemples d'enregistreurs disponibles sur le marché.... 5 6. Compression MP3... 9 7. Régler le taux de compression en MP3... 10 8. Choisir une technologie de microphone.... 11 9. Choix possibles de microphones pour usage amateur.... 12 10. Différents types de microphones... 13 11. Différentes méthodes de prises de son... 14 12. Ligne symétrique ou asymétrique?... 15

NarDiLog Music Page 2 sur 15 1. Format d'enregistrement. Un enregistreur numérique peut coder les sons avec différents formats WAVE (c'est-à-dire PCM - Pulse Codage Numération), c est le format «natif», celui de la meilleures qualité. On trouve également le format BWM (Broadcast Wave Modulation) qui est du wave, avec en plus des informations annexes au moment de la prise de son. Le format MP3 (voir la définition exacte à la rubrique [6] plus loin dans ce document) qui est du wave compressé pour gagner du volume (en moyenne, un fichier mp3 est 10 fois moins volumineux que du wave), mais on perd aussi un peu en qualité. Plus la compression mp3 est forte, plus le volume est petit et plus la qualité se dégrade. Pour en savoir plus sur la compression MP3 voir la rubrique [7]. 2. Matériel. Un enregistreur numérique de compose d un ou plusieurs microphones (internes et/ou externes), de préamplificateurs de micro dont la qualité est déterminante pour la qualité finale, d un numériseur généralement en 16 ou 24 bits. Pour enregistrer des sons en numérique, il existe trois grandes catégories d appareils : 2.1 Les appareils «grand public» Du genre dictaphone, ipod, Zen, lecteurs enregistreur mp3, / qualité d enregistrement de médiocre à passable micros internes à électrets peu performants le format normal est le MP3 en 128 k et parfois le WAVE (possible sur certains modèles) ergonomie plus ou moins complexe et peu pratique, valable pour un usage occasionnel prix assez bas, en général inférieur à 200 2.2 Les appareils «amateurs exigeants» qualité d enregistrement de bonne à très bonne ergonomie mieux adaptée à un usage fréquent et pratique format WAVE ou BWM ou MP3 réglable prix plus élevé de 200 à 500, auquel il faut souvent ajouter le prix d une paire de micro extérieurs et d une carte de stockage mémoire 2.3 Les appareils «professionnels» qualité parfaite ergonomie bien adaptée à un usage intensif format WAVE, BWM, MP3 réglable enregistrement sur disque sur cartes mémoire ou dur interne ou direct sur CD prix très élevé de 500 à plusieurs milliers d, auquel il faut toujours ajouter le prix d une paire de micro extérieurs de haute qualité et éventuellement d une ou plusieurs cartes de stockage mémoire

NarDiLog Music Page 3 sur 15 Dans la suite de ce document, nous ne nous intéresserons qu à la catégorie «amateur exigeant» pour rester dans un domaine de prix acceptable sans trop sacrifier la qualité. 3. Enregistreurs numériques pour "amateurs exigeants" Dans cette catégorie, nous allons trouver deux familles d'appareils. Famille 1 ceux qui enregistrent en direct sur un disque dur interne ou sur un PC externe. l'avantage est évident, la durée d'enregistrement n'est limitée que par la taille du disque dur. l'inconvénient, c'est le prix, en général supérieur, il faut payer le disque mais en contrepartie on économise le prix de la mémoire. le bruit du disque est faible, mais n'est pas nul et il faut en tenir compte à la prise de son en éloignant l'appareil des micros. Vérifier également la présence d'un ventilateur du disque qui peut aussi être générateur de bruit. comme tout appareil qui comporte de la mécanique c'est assez fragile, une chute au sol veut dire Hors Service. C'est également plus volumineux et plus lourd. une source de tension 220v est en général indispensable. Famille 2 ceux qui enregistrent sur des cartes mémoires statiques. l'avantage est évident, aucune pièces mécaniques en mouvement, très solide, très compact, possibilité d'alimentation complètement autonome. Aucun bruit parasite pendant l'enregistrement. mais le défaut est lui aussi évident, il faut une carte mémoire pour stocker les données. (à acheter en plus de l'appareil, car celle qui est généralement livrée est trop petite pour être réellement utilisable). La capacité de stockage est dans ce cas limitée par la taille (et le prix) de la carte mémoire. Pour une longue durée d'enregistrement, soit il faut disposer de temps pour vider la carte sur un PC (de l'ordre de 10 minutes pour une carte 4 Go), soit il faut avoir 2 cartes et en vider une pendant qu'on enregistre sur l'autre. la capacité et le prix des cartes mémoires évoluent de jour en jour, mais en juin 2009 on trouve des cartes mémoires de 4 Go à 15 jusqu'à des cartes de 32 Go à 150 bien vérifier aussi la capacité des batteries ou des piles internes qui en général n'autorisent que 2 ou 3 h d'enregistrement, surtout si on utilise l'alimentation phantom 48v pour des micros externes.

NarDiLog Music Page 4 sur 15 4. Evaluation du volume de stockage nécessaire. Le volume total de données à stocker dépend de 3 éléments: 1- la fréquence d'échantillonnage Il existe 4 fréquences possibles pour l'échantillonnage en PCM Qualité "normale" 44,1 KHz (utilisée sur les CD) 48 (plutôt utilisé pour le cinéma) Qualité "studio" 88,2 96 2 le nombre de voies à prendre en compte On peut enregistrer en MONO (1 voies), en STEREO (2 voies) ou même sur 3 ou 4 voies ou plus, ce qui augmente à chaque fois le volume des données. 3- le nombre de bits de définition de l'amplitude du signal 16 bits (c'est le standard, c'est bien) 24 bits (c'est mieux, avec plus de nuance et de finesse dans la définition du signal audio) Volume nécessaire = fréquence d'échantillonnage * nombre de voies * définition du signal * durée en s. A partir de ces données on peut simuler le volume occupé par différents types d'enregistrements. Premier exemple: enregistrement "standard" réalisé à 44,1 KHz, en stéréo et en 16 bits. Le volume théorique est d'environ 640 Mo pour 1 heure. Deuxième exemple: enregistrement "qualité studio" réalisé à 96 KHz en stéréo à 24 bits, le volume sera de 4 Go pour une heure. Il est aisé de calculer quel volume sera nécessaire suivant la durée d'enregistrement dont on a besoin et ainsi de s'orienter soit vers un appareil de la famille 1 ou 2

NarDiLog Music Page 5 sur 15 5. Exemples d'enregistreurs disponibles sur le marché. (Prix approximatif entre parenthèses en Juin 2009) Bien vérifier que l'appareil comporte un réglage manuel du niveau d'enregistrement, qui seul permet des enregistrements de qualité. L'enregistrement automatique est uniquement réservé aux reportages oû la rapidité de la prise de son et l'adaptation rapide à des niveaux sonores très différents est plus importante que la qualité sonore. ZOOM H4-N (350 ) Enregistrement sur carte mémoire Nouveau modèle qui semble presque parfait. Deux bons micros internes en montage XY. Possibilité de deux micros externes en prise Combo avec alimentation phantom 48v. Excellente qualité et ergonomie correcte. Petit haut-parleur de contrôle. Rapport signal/bruit 90 db Gestion jusqu'à 32 Go en FAT32 sur carte SDHC Probablement le meilleur choix en appareil autonome portable. M-AUDIO microtrack MK II (200 ) Enregistrement sur carte mémoire Modèle que j'utilise depuis quelques années. Très bon matériel, mais ergonomie peu pratique (il faut avoir des petits doigts) et autonomie insuffisante de la batterie qui en plus vieilli mal. Pour palier ce défaut, j'utilise des accus NiCd externes que je branche sur la prise USB. Parfaitement adapté pour les prises de son dans la nature en autonomie totale. Petit micro stéréo à électrets fourni avec l'appareil. Possibilité de deux micros externes sur jack avec alim 48v. Sortie casque. Permet de gérer des cartes mémoires de plus de 4 Go

NarDiLog Music Page 6 sur 15 FOSTEX FR2-LE (480 ) Enregistrement sur carte mémoire Matériel semi-pro. Robuste, très ergonomique. Réglages bien accessibles. Autonomie de l'ordre de 4h sur piles., 8h sur batterie spéciale. Alim secteur externe. (A contrôler si l'appareil est capable de gérer les cartes mémoires de plus de 4Go). Très bon appareil, utilisé par M. Bernango TASCAM DR100 (430 ) Enregistrement sur carte mémoire Très proche du ZOOM H4N Il faut lire attentivement les descriptifs pour voir les particularités de chacun de ces deux appareils. L'ergonomie semble meilleure sur le Tascam (réglage de niveau par boutons rotatifs et non pas par menu). Par contre la position des micros en XY du ZOOM semble meilleure. Micros externes possibles sur prise XLR

NarDiLog Music Page 7 sur 15 TASCAM DP-004 (200 ) Enregistrement sur carte mémoire + mixette Appareil mixte, intermédiaire entre le matériel portable et le matériel de studio. Enregistrement sur cartes mémoire et petite table de mixage intégrée. 4 pistes en 16 bits à 44,1 KHz FOSTEX MR8 MK II (480 ) Enregistrement sur disque dur interne et gravure directe + mixette Enregistrement sur disque dur 40 Go. Possibilité de gravure CD 4 pistes Petite table de mixage intégrée. Nombreuses possibilités d'entrée sur prises XLR et/ou Jack. Probablement le meilleur choix en appareil de studio.

NarDiLog Music Page 8 sur 15 EDIROL UA-25EX - Environ 230 Conversion en temps réel et enregistrement direct sur un PC par la liaison USB C'est une autre solution possible, cet appareil converti directement le son audio en numérique et le transmet en temps réel sur un PC par une ligne USB (1 ou 2?). La durée d'enregistrement n'est limitée que par la capacité disponible sur le disque dur du PC. La qualité est très bonne et l'appareil peut également être utilisé pour restituer le son en écoute, il suffit de le brancher en lecture sur un bon ampli. Pour l'avoir testé sur des enregistrements mp3, on est assez "bluffé" par la qualité sonore qui est très proche du son CD. Mais on ne peut pas être en autonomie totale, il faut disposer d'une source de puissance électrique 220V et tenir compte du bruit du disque dur et de la ventilation éventuelle du PC. C'est une très bonne solution pour enregistrer en studio, avec un minimum de réglage et de connexion. (Voir sur les forums ou certains utilisateurs se plaignent d'un peu de bruit de fond) D'autres marques proposent des produits similaires comme Behringer,. C'est une très bonne solution pas très chère, à condition de disposer d'un PC portable qui ne servira pratiquement qu'à ça. S'il faut acheter un PC, ça change évidemment la donne.

NarDiLog Music Page 9 sur 15 6. Compression MP3 «Le MP3 est l'abréviation de MPEG-1/2 Audio Layer 3, la spécification sonore du standard MPEG-1, du Moving Picture Experts Group (MPEG). C'est un algorithme de compression (CODEC) capable de réduire drastiquement la quantité de données nécessaire pour restituer de l'audio, mais qui conserve une qualité sonore acceptable pour l'oreille humaine. La compression au format MP3 exploite un modèle psycho acoustique de l'effet dit de «masque» : si deux fréquences d'intensités différentes sont présentes en même temps, l'une peut être moins perçue que l'autre selon que ces deux fréquences sont proches ou non. La modélisation de notre audition selon ce principe est au départ empirique, mais assez efficace.» (Source : Wikipedia) Il existe d autre formats de compression: mp4, wma, aac, ogg etc Le mp3 n est pas la meilleure solution technique, mais elle est de loin la plus répandue, les autres formats étant moins utilisés. Il faut admettre dès le départ, que l aspect pratique de la musique mp3 (elle prend peu de place, peut s échanger, se transporter ), a été privilégié sur la qualité sonore. Les périphériques sont généralement de qualité moyenne (haut parleur de voiture, casque, chaîne de salon, ), mais les prix sont en général très abordables. L auditeur exigeant (l'audiophile) qui recherche un son "live" tel que dans une salle de concert, se dirigera plutôt vers d'autres systèmes de transmission du son (PCM, WAVE, BWM, S/Pdif, numérique optique,, avec une technologie plus complexe et des prix très supérieurs. Si vous êtes vraiment très exigeant sur la qualité de votre écoute, le MP3 n'est pas fait pour vous. De même qu'on ne peut pas comparer une Twingo et une Ferrari, on ne peut pas non plus comparer un baladeur MP3 et une chaîne Hi Fi "Audiophile".

NarDiLog Music Page 10 sur 15 7. Régler le taux de compression en MP3 L échantillonnage se fait en général à 44,1 khz qui est la fréquence utilisée sur les CD. L encodage se fait avec des «bit rate» variables (entre 32 et 320 khz). Plus la fréquence du bit rate sera haute, plus la qualité sera bonne et se rapprochera de la qualité source. Mais en contrepartie, plus le fichier sera volumineux. Le choix du bit-rate est donc un compromis entre le volume des données et la qualité sonore. La plupart des enregistrements qu'on trouve disponibles sur internet sont en 128. Quelques exemples de «bit rate» pour le codage mp3: Moins de 128 KHz on privilégie le volume au détriment de la qualité sonore. 128 à 192 KHz Compromis raisonnable entre qualité et volume de 192 à 320 KHz On privilégie la qualité sonore au détriment du volume c est uniquement pour transmettre de la musique par Internet, et encore c est pour écouter dans sa voiture ou sur son baladeur dans le métro on se rapproche de la qualité CD, c est pour une écoute sur une petite chaîne de salon.

NarDiLog Music Page 11 sur 15 8. Choisir une technologie de microphone. Il existe trois grandes technologies pour les microphones. Famille 1 les microphones à électrets. Ce sont des microphones bas de gamme, très bons marchés (de quelques à quelques dizaines d' ), mais d'une qualité étonnante par rapport à leur prix. C'est ce qu'on trouve sur le matériel "grand public", les téléphones, caméras, enregistreurs mp3, dictaphones, /. Ils peuvent être minuscules, très robustes et fournissent un niveau de signal assez élevé et ne nécessite pas d'alimentation externe (ils comportent une charge électrostatique à la fabrication et dont la durée de vie est de plusieurs années). Famille 2 les micros dynamiques On peut dire que ce sont des haut-parleurs inversés, on parle dans le pavillon et on recueille le signal sur la bobine. Ils sont de bonnes qualités, assez robustes (éviter tout de même les chocs violents). C'est le micro basique par excellence, certains étant universellement utilisés comme le SM58 de Shure pour les chanteurs de variété et le SM57 pour la reprise d'instruments. Ils n'ont pas besoin d'alimentation externe, le signal de sortie est assez faible et nécessite un bon préamplificateur. Les prix moyens sont de l'ordre de 50 à 200. Famille 3 les micros à condensateur C'est le top du micro. Ils sont constitués de deux membranes conductrices entre lesquelles est appliqué une tension continue qui sera modulée par les vibrations d'une des membranes sous l'action du son. Il existe des micros à petite membrane (de ½ à 1 pouce de diamètre) et des micros à large membrane qui sont réservés à l'utilisation en studio. C'est un matériel très fragile (une chute au sol c'est le remplacement assuré). Les prix sont assez élevés de quelques dizaines d'euros à plusieurs milliers d'euros. Il faut impérativement une alimentation externe qu'on appelle "alimentation phantom" qui est en général du 48 volts courant continu. Parfois une alimentation intégrée par pile peut fournir la source de tension nécessaire à la capsule. Mais la qualité de prise de son est exceptionnelle, on peut vraiment retrouver l'ambiance de la salle de concert (à condition que la prise de son soit faite de façon parfaite, ce qui est un autre problème que nous laisserons de coté pour le moment).

NarDiLog Music Page 12 sur 15 9. Choix possibles de microphones pour usage amateur. (prix à l'unité sauf mention contraire) A électrets SONY ECM 907 150 micro stéréo Angle 90 ou 120 Alimentation par pile Dynamiques SHURE SM58 (pour la voix) 150 SHURE SM57 (pour les instruments) 100 A condensateur membrane de 1 pouce (nécessite en général une alimentation phantom 48v externe) AKG C1000S MK III 150 avec pied et câble XLR de 10m Pas besoin d'alim phantom (comporte une pile) RHODE NT5 280 par paire en coffret alim phantom 48 v OKTAVA MK012 290 par paire alim phantom 48 v ++ NEUMANN KM 184 1100 la paire alim phantom 48 v +++ SCHOEPS de 700 à 1500 l'unité plus l'alimentation externe adaptée 700 RHODE et OKTAVA sont de bons compromis, mais ne pas oublier d'ajouter les câbles XLR qui sont assez chers (40 l'unité pour 10m) et un ou deux pieds (30 ) suivant le type de prise de son, ainsi qu'une barre de couplage des micros pour un montage XY ou ORTF.

NarDiLog Music Page 13 sur 15 10. Différents types de microphones Omnidirectionnels La prise se fait à 360 autour de la capsule du micro. Utilisé comme micro d'ambiance Bidirectionnels La prise se fait suivant deux directions opposées à 180 Cardioïdes Hyper cardioïdes Super cardioïdes La prise se fait suivant un lobe dont l'angle est plus ou moins fermé suivant les caractéristiques. L'atténuation est importante vers l'arrière du micro. C'est le micro le plus courant en prise de son, car il évite au maximum les bruits ambiants venants de l'arrière, s'il est bien réglé. Micro canon Micro à parabole Micro spécialisé pour la prise de son dans la nature ou au milieu d'un groupe. L'angle peut être très fermé. Peut comporter un système de visée optique ou laser pour pointer avec précision sur un objectif. C'est ce type de micro qui est utilisé pour enregistrer le chant d'un oiseau à 30 mètres ou bien ce que se disent les footballeurs sur un stade pendant un match.

NarDiLog Music Page 14 sur 15 11. Différentes méthodes de prises de son Micro mono Micro stéréo simple Prise XY Deux micros mono Micro à une seule capsule orientée vers la source Micro qui comporte deux capsules mono orientées différemment dans le même boîtier. C'est la bissectrice des capsules qui est orientée vers la source. Les capsules sont face à face avec un angle de 90 Prise ORTF Deux micros mono Les capsules sont opposées, à une distance de 170 mm l'une de l'autre et avec un angle de 110 Prise à deux micros séparés Deux micros mono Prises à 4 micros ou plus X micros mono Il existe d'autres solutions comme la tête artificielle de Charlin. Deux micros mono indépendants séparés de plusieurs mètres. Simple à mettre en œuvre, mais le réglage de la balance n'est pas évident. Nécessite une mixette (petite table de mixage). Mise œuvre difficile et réglage de la "balance" réservée à des spécialistes C'est une tête humaine artificielle ou deux micros omnidirectionnels sont placés à la place des "oreilles". Mise en œuvre difficile mais le rendu est saisissant de réalisme. Le choix le plus simple est le micro stéréo intégré. Le choix le plus pertinent est le montage ORTF qui donne un bon réalisme et une image stéréo assez naturelle.

NarDiLog Music Page 15 sur 15 12. Ligne symétrique ou asymétrique? Prenons le cas simple d'un microphone mono que l'on doit relier à un appareil quelconque. On va utiliser pour cela une rallonge asymétrique, c'est-à-dire une rallonge "classique ou standard". Un câble asymétrique est constitué de deux fils: un fil central relié au point chaud et une tresse de masse extérieure reliée au point froid et qui constitue le deuxième fils. C'est la liaison la plus simple. Dans le cas d'un microphone stéréo, on va utiliser une liaison à 3 fils: un fil pour la voie gauche, un fil pour la voie droite, et une tresse de masse pour le point froid. Le gros inconvénient de ce système, c'est qu'un parasite peut facilement perturber le signal audio, malgré la présence d'une tresse de masse sensée arrêter toutes les perturbations. Dès qu'on dépasse une longueur de quelques mètres, ce mode de transmission est à proscrire et il faut IMPERTIVEMENT utiliser une liaison symétrique qui seule, permet de transporter un signal audio sur plusieurs centaines de mètres sans être perturbée par les parasites qui se promènent partout dans notre environnement fortement "électronisé". Une liaison symétrique est constituée de trois fils, un fil qui transmet le signal audio, un deuxième fil du même signal mais donc la phase a été inversée dans le micro (grâce à un petit ampli et à l'alimentation phantom de 48v), et du troisième fil qui est la ligne de masse. Les connections entre les différents éléments se fait par des connecteurs XLR ou par des fiches "jack" d'un diamètre de ¼ de pouce (6,35 mm) Le principe en est très simple et est expliqué sur le schéma ci-dessous. Sommation des Microphone monophonique câble Signal parasit préampli signaux A+B et élimination du parasite Ligne A Signal audio Ligne B Signal "propre" Ligne de masse Inverseur de phase Inverseu r de phase L'alimentation de l'ampli inverseur de phase situé dans le micro se fait par la ligne A qui transporte l'alimentation 48 v fournie par le préampli. Grâce à cette astuce électronique il est possible d'utiliser des lignes de plusieurs centaines de mètres tout en conservant une qualité parfaite. Même au niveau "amateur", au delà de 2-3 mètres, les problèmes de bruit de fond commencent et il est préférable d'utiliser cette technique qui seule garanti un travail de qualité..